2024-2025年高二物理同步备课讲义选修版第一章 电磁感应 章节测试卷 （A卷）（备作业）（解析版）.doc

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第一章电磁感应章节测试卷（A卷）（解析版）

第I卷（选择题部分）

一、单项选择题(共5小题，每小题3分，共15分。每小题只有1个选项正确)

1．在如图1甲、乙、丙中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，图甲中的电容器C原来不带电。导体棒和导轨始终接触良好，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于垂直水平面方向(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长。现给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是()

图1

A．三种情形下导体棒ab最终都做匀速运动

B．甲、丙中，导体棒ab最终将做匀速运动；乙中，导体棒ab最终静止

C．甲、乙中，导体棒ab最终做匀速运动；丙中，导体棒ab最终静止

D．三种情形下导体棒ab最终都静止

【答案】B

【详解】

图甲中棒运动后给电容器充电，当充电完成后，棒以一个小于v0的速度向右匀速运动。图乙中构成了回路，最终棒的动能完全转化为焦耳热，棒停止运动。图丙中棒先向右减速运动至速度为零，然后又反向加速至匀速。故正确选项为B。

2.两根平行的长直金属导轨，其电阻不计，导线ab、cd跨在导轨上且与导轨接触良好，如图2所示，ab的电阻大于cd的电阻，当cd在外力F1(大小)的作用下，匀速向右运动时，ab在外力F2(大小)的作用下保持静止，那么在不计摩擦力的情况下(Uab、Ucd是导线与导轨接触间的电势差)()

图2

A．F1＞F2，Uab＞Ucd B．F1＜F2，Uab＝Ucd

C．F1＝F2，Uab＞Ucd D．F1＝F2，Uab＝Ucd

【答案】D

【详解】

通过两导线电流强度一样，两导线都处于平衡状态，则F1＝BIl，F2＝BIl，所以F1＝F2，A、B错误；Uab＝IRab，这里cd导线相当于电源，所以Ucd是路端电压，Ucd＝IRab，即Uab＝Ucd，故D正确。

3．竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A铰链连接的长度为2a，电阻为eq\f(R,2)的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下(如图3所示)．当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为()

图3

A．2BavB．BavC.eq\f(2Bav,3)D.eq\f(Bav,3)

【答案】D

【详解】

由推论知，当导体棒摆到竖直位置时，产生的感应电动势E＝Blv中＝B·2a·eq\f(1,2)v＝Bav，

此时回路总电阻R总＝eq\f(R,4)＋eq\f(R,2)＝eq\f(3R,4)，这时AB两端的电压大小U＝eq\f(E,R总)·eq\f(R,4)＝eq\f(Bav,3)，D项正确．

4.如图4所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，导体棒受到的安培力的大小为F，此时()

图4

A．电阻R1消耗的热功率为eq\f(Fv,3)

B．电阻R2消耗的热功率为eq\f(Fv,3)

C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv

D．整个装置消耗的机械功率为(F＋μmgcosθ)v

【答案】D

【详解】

电路消耗的总功率为Fv，R1和R2并联再与导体棒串联，可知A、B错误；整个装置因摩擦而消耗的热功率等于摩擦力做功的功率为μmgvcosθ；整个装置消耗的机械功率等于导体棒克服除重力外其他力做功的功率，即(F＋μmgcosθ)v，故D正确。

5.如图5所示，竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L，导轨间接有一定值电阻R，质量为m，电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，现将金属棒由静止释放，金属棒下落高度为h时开始做匀速运动，在此过程中()

图5

A．导体棒的最大速度为eq\r(2gh)

B．通过电阻R的电荷量为eq\f(2BLh,R＋r)

C．导体棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量

D．重力和安培力对导体棒做功的代数和等于导体棒动能的增加量

【答案】D

【详解】

金属棒由静止释放后，当a＝0时，速度最大，即mg－BLeq\f(BLvm,R＋r)＝0，解得vm＝eq\f(mg?R＋r?,B2L2)，A项错误；此过程通过R的电荷量q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(BLh,?R＋r?Δt)·Δt＝eq\f(BLh,R＋r)，B项错误；导体棒克服安培